專利名稱：臥式罐體內(nèi)表面桁架式可視自動清洗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種用于臥式罐體內(nèi)表面污垢及殘留物的自動清洗裝置，特別是ー種主要用于清洗人孔小、容積大的臥式罐體內(nèi)表面的桁架式可視自動清洗裝置。屬于エ業(yè)清洗專用設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，在石油、化工等行業(yè)中，經(jīng)常會用到不同形狀和容積的罐體來儲存或裝載運輸原油、化工原料等物質(zhì)，當去除罐體內(nèi)殘留物或更換罐體內(nèi)部所裝載的物質(zhì)時，需對罐體內(nèi)表面進行清洗。在早期，多采用蒸煮與人工沖刷相結(jié)合的清洗方法，存在著對環(huán)境污染嚴重、損害工人健康、工作效率低、能耗大、成本高等問題。進入上世紀80年代，利用高壓水進 行エ業(yè)清洗的先進技術(shù)逐漸引入中國。現(xiàn)有利用高壓水射流技術(shù)僅限于對鐵路罐車內(nèi)表面清洗，如專利公開號為CN1200962A的“鐵路罐車內(nèi)壁高效低污染清洗方法及其設(shè)備”，提出兩種結(jié)構(gòu)的清洗機，擺動機構(gòu)式和弧形桿式?？梢钥闯?，兩種結(jié)構(gòu)的清洗噴頭在向罐體內(nèi)部伸進時所移動的軌跡是由下至上的弧線形，這樣會導(dǎo)致罐內(nèi)清洗不均勻，局部會因為噴頭距離太遠而無法達到有效清洗距離，從而達不到清洗效果。如專利公開號為CN1265360A報道了一種“罐車高壓射流清洗機”，采用可折疊的弧形管式結(jié)構(gòu)，但仍然存在結(jié)構(gòu)龐大，起升高度需達8米以上等問題。如專利公開號為CN1919478A報道了一種“鐵路罐車清洗機器人”，包括清洗噴槍和機械手臂，上述報道采用多個液壓缸、伺服閥等精密的液壓元件來驅(qū)動單孔噴槍的三維運動，其清洗效率偏低，控制成本高且操作繁瑣復(fù)雜。同時，單孔高壓噴槍具有較大的后坐力，設(shè)備運行不平穩(wěn)。如專利公開號CN1284460A公開ー種“罐車高壓射流清洗裝置”，其采用叉桿組結(jié)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)噴頭送入罐內(nèi)，但缺點在于，叉桿組一端為固定，另一端可移動，此種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的噴頭運動軌跡仍然是一個弧線軌跡，導(dǎo)致罐體內(nèi)清洗不均勻，甚至漏洗。因此類清洗裝置都在罐體內(nèi)部作業(yè)，故無法對清洗裝置作業(yè)狀況進行實時監(jiān)控。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供ー種臥式罐體內(nèi)表面桁架式可視自動清洗裝置，它解決了現(xiàn)有清洗裝置存在的結(jié)構(gòu)龐大、清洗不均勻、清洗效率低等問題，其設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小，操作方便，對整個清洗過程進行實時監(jiān)控，清洗均勻、效果好、效率高，適用范圍廣。本實用新型所采用的技術(shù)方案是該臥式罐體內(nèi)表面桁架式可視自動清洗裝置包括組裝在罐體人孔法蘭上的上連接組件、底座和組裝在上連接組件、底座之間的傳動組件以及帶有三維旋轉(zhuǎn)噴頭的伸展桁架，其技術(shù)要點是所述上連接組件的旋轉(zhuǎn)盤與罐體人孔法蘭連接，所述傳動組件的帶有上、下正反旋向垂直布置的兩段式傳動螺桿分別與正、反旋螺母相嚙合，正、反旋螺母利用連接桿與組裝在導(dǎo)向組件的上、下直線導(dǎo)軌上的直線滑塊固聯(lián)，由內(nèi)、外驅(qū)動桿和內(nèi)外支桿鉸接而成的伸展桁架的一端分別通過上、下端連接耳和連接雙支耳鉸接于上、下滑塊，伸展桁架的另一端利用短銷軸鉸接三維旋轉(zhuǎn)噴頭，傳動螺桿轉(zhuǎn)動驅(qū)動相嚙合的螺母沿傳動螺桿的軸向向位移，帶動上、下直線滑塊分別沿上、下直線導(dǎo)軌上、下移動，驅(qū)動伸展桁架伸縮，三維旋轉(zhuǎn)噴頭跟隨同步往復(fù)移動，上連接組件的旋轉(zhuǎn)盤底部組裝有伸入罐體內(nèi)的エ業(yè)攝像頭。所述上連接組件的旋轉(zhuǎn)盤利用電機座固定有驅(qū)動傳動螺桿轉(zhuǎn)動的伺服電機，旋轉(zhuǎn)盤通過滾珠和連接法蘭與罐體人孔法蘭連接，并以定位螺桿銷對旋轉(zhuǎn)盤進行周向定位。所述導(dǎo)向組件的上、下直線導(dǎo)軌平行固定于底座及旋轉(zhuǎn)盤之間，組裝在上、下直線導(dǎo)軌上的利用連接桿分別與正、反旋螺母固聯(lián)的上、下直線滑塊內(nèi)襯直線軸承。本實用新型具有的優(yōu)點及積極效果是由于本實用新型的傳動組件采用帶有上、下正反旋向垂直布置的兩段式傳動螺桿分別與正、反旋螺母相嚙合，正、反旋螺母利用連接桿與組裝在導(dǎo)向組件的上、下直線導(dǎo)軌上的直線滑塊固聯(lián)，通過傳動螺桿可將電機旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為導(dǎo)向組件的直線往復(fù)運動，正、反旋螺母驅(qū)動伸展桁架的伸縮，實現(xiàn)連接在桁架端頭的三維旋轉(zhuǎn)噴頭進行同步往復(fù)運動，高壓三維旋轉(zhuǎn)噴頭可形成球形射流面，對罐體 內(nèi)表面達到百分百覆蓋自動清洗，所以其設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小，操作方便。整個清洗過程可由組裝在上連接組件的旋轉(zhuǎn)盤底部的伸入罐體內(nèi)的エ業(yè)攝像頭將視頻信息傳輸?shù)娇刂浦行?，實現(xiàn)對清洗過程的可視化實時監(jiān)控，清洗均勻、效果好、效率高。它解決了現(xiàn)有清洗裝置存在的結(jié)構(gòu)龐大、清洗不均勻、清洗效率低等問題。因上連接組件的旋轉(zhuǎn)盤與罐體人孔法蘭連接，可進行旋轉(zhuǎn)，故在清洗完罐體ー側(cè)后轉(zhuǎn)換方向使用，同時伸展桁架可根據(jù)罐體長短而增加鉸接的內(nèi)、外驅(qū)動桿和內(nèi)外支桿的數(shù)量，以適應(yīng)各種臥式罐體內(nèi)表面清洗的需要，因此適用范圍廣。尤其是對人孔法蘭開在罐體偏心位置時，更為有效。
以下結(jié)合附圖
對本實用新型作進ー步描述。圖I是本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I的I部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖I的II部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖I的III部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖I沿A — A線的放大剖視圖；圖6是圖I沿B — B線的放大剖視圖。圖中序號說明1伺服電機、2上連接組件、3傳動螺桿、4正旋螺母、5伸展桁架、6高壓軟管、7三維旋轉(zhuǎn)噴頭、8反旋螺母、9直線滑塊、10左支撐桿、11下直線導(dǎo)軌、12底座、13エ業(yè)攝像頭、14旋轉(zhuǎn)盤、15定位螺桿銷、16連接法蘭、17電機座、18罐體人孔法蘭、19保護套、20直線軸承、21上端連接耳、22螺母套、23絲杠保護套法蘭、24連接雙支耳、25下端連接耳、26上直線導(dǎo)軌、27右支撐桿、28連接桿、29銷軸、30連接單支耳、31長銷軸、32短銷軸、33膠管夾、34外驅(qū)動桿、35內(nèi)驅(qū)動桿、36外支桿、37內(nèi)支桿。
具體實施方式
根據(jù)圖I 6詳細說明本實用新型的具體結(jié)構(gòu)。該臥式罐體內(nèi)表面桁架式可視自動清洗裝置包括組裝在罐體人孔法蘭18上的上連接組件2、底座12和組裝在上連接組件2和底座12之間的傳動組件、以及帶有三維旋轉(zhuǎn)噴頭7的伸展桁架5等部件。其中上連接組件2由旋轉(zhuǎn)盤14、連接法蘭16、定位螺桿銷15等件組成。連接法蘭16與罐體人孔18通過螺栓連接固定。旋轉(zhuǎn)盤14上利用電機座17固定有驅(qū)動傳動螺桿3轉(zhuǎn)動的伺服電機I。為了便于旋轉(zhuǎn)盤14在清洗完罐ー側(cè)后轉(zhuǎn)換方向，進行旋轉(zhuǎn)時操作方便，旋轉(zhuǎn)盤14通過滾珠和連接法蘭16與罐體人孔法蘭18連接。并以定位螺桿銷15對旋轉(zhuǎn)盤14進行周向定位。組裝在上連接組件2和底座12之間的傳動組件由固定在旋轉(zhuǎn)盤14上的伺服電機I及通過聯(lián)軸器連接的傳動螺桿3，正、反旋螺母4、8，螺母套22、絲杠保護套19及法蘭23等件組成。帶有上、下正反旋向垂直布置的兩段式傳動螺桿3分別與正、反旋螺母4、8相嚙合，正、反旋螺母4、8利用連接桿28分別與組裝在導(dǎo)向組件的上、下直線導(dǎo)軌26、11上的直線滑塊9固聯(lián)。伺服電機I驅(qū)動傳動螺桿3轉(zhuǎn)動，可帶動正、反旋螺母4、8相對或相向運動。在傳動螺桿3上套裝有可伸縮的絲杠保護套19，并通過絲杠保護套法蘭23與螺母套22螺栓連接。 導(dǎo)向組件由左、右支撐桿10、27，上、下直線導(dǎo)軌26、11，直線滑塊9等組成。左、右支撐桿10、27，上、下直線導(dǎo)軌26、11由螺栓固定于平行固定于底座12及旋轉(zhuǎn)盤14之間。組裝在上、下直線導(dǎo)軌26、11上的利用連接桿28分別與正、反旋螺母4、8固聯(lián)的直線滑塊9內(nèi)襯直線軸承20。正、反旋螺母4、8相對或相向運動可帶動直線滑塊9的相應(yīng)運動。伸展桁架5由內(nèi)、外驅(qū)動桿35、34和內(nèi)、外支桿37、36通過銷軸29、長銷軸31和短銷軸32鉸接而成的桁架結(jié)構(gòu)。伸展桁架5的一端分別通過上、下端連接耳21、25和連接雙支耳24鉸接于上、下直線滑塊9。伸展桁架5的另一端利用外支桿37端連接單支耳30的短銷軸32鉸接三維旋轉(zhuǎn)噴頭7。高壓膠管6用膠管夾33固定在伸展桁架5上。同時伸展桁架5可根據(jù)罐體長短而增加鉸接的內(nèi)、外驅(qū)動桿35、34和內(nèi)、外支桿37、36的數(shù)量，以適應(yīng)各種長度的臥式罐體內(nèi)表面清洗的需要。傳動螺桿3轉(zhuǎn)動驅(qū)動相嚙合的正、反旋螺母4、8沿傳動螺桿3的軸向位移，帶動上、下直線滑塊9沿上、下直線導(dǎo)軌26、11上、下移動，驅(qū)動伸展桁架5伸縮，三維旋轉(zhuǎn)噴頭7跟隨同步往復(fù)移動。高壓三維旋轉(zhuǎn)噴頭7可形成球形射流面，對罐體內(nèi)表面達到百分百覆蓋自動清洗。上連接組件2的旋轉(zhuǎn)盤14底部組裝有伸入罐體內(nèi)的具有防爆、較強的水霧穿透性、寬視角的エ業(yè)攝像頭13，用于影像觀察清洗效果及伸展桁架5伸縮和三維旋轉(zhuǎn)噴頭7的運動狀態(tài)，實現(xiàn)可視化清洗。在清洗作業(yè)前，伸展桁架5在收縮狀態(tài)時，通過罐體人孔伸入罐體，由上連接組件2與罐體人孔法蘭18螺栓連接固定。上連接組件2與底座12通過左支撐桿10和右支撐桿27及下直線導(dǎo)軌11與上直線導(dǎo)軌26支撐連接。傳動螺桿3通過螺栓連接，垂直布置于上連接組件2與底座12之間。正旋螺母4與反旋螺母8安裝在傳動螺桿3指定的相對位置上。螺母套22螺栓連接在正、反旋螺母4、8外部。兩個螺母套22通過兩根連接桿28與四個內(nèi)襯直線軸承20的直線滑塊9固連。在上、下直線滑塊9上分別焊接有上端連接耳21和下端連接耳25，通過銷軸連接雙支耳24鉸接于伸展桁架5。同時傳動螺桿3上套裝有可伸縮的絲杠保護套19，并通過絲杠保護套法蘭23與螺母套22螺栓連接。伺服電機I通過聯(lián)軸器與傳動螺桿3連接。清洗作業(yè)時，由高壓水射流原理，計算出最為合理的清洗速度，即確定三維旋轉(zhuǎn)噴頭7的合理進給速度。經(jīng)過換算，建立三維旋轉(zhuǎn)噴頭7進給與伺服電機I轉(zhuǎn)動的關(guān)系，通過控制伺服電機I即可實現(xiàn)對三維旋轉(zhuǎn)噴頭7運動的控制?？刂葡到y(tǒng)給出指令，清洗開始。根據(jù)設(shè)定的轉(zhuǎn)速，伺服電機I定速旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動傳動螺桿3旋轉(zhuǎn)，帶動正旋螺母4向下運動，反旋螺母8向上運動，帶動直線滑塊9相對運動，同時驅(qū)動伸縮桁架5逐漸伸展。直線滑塊9帶動伸展桁架5的外驅(qū)動桿34和內(nèi)驅(qū)動桿35同時運動。嵌裝于內(nèi)支桿37端頭連接單支耳30與短銷軸32連接，三維旋轉(zhuǎn)噴頭7跟隨同步往復(fù)移動，可形成球形射流面，對罐體內(nèi)表面達到百分百覆蓋自動清洗。[0022]整個清洗過程由鉸接在短銷軸32上的エ業(yè)攝像頭13進行遠程實時監(jiān)控。單側(cè)清洗過程結(jié)束后，伺服電機I反向旋轉(zhuǎn)，正、反旋螺母4、8及直線滑塊9反向運動，同樣方式驅(qū)動伸縮桁架5收縮，直線滑塊9到達預(yù)訂位置停止。旋轉(zhuǎn)拔出定位螺桿銷15，將上述清洗裝置旋轉(zhuǎn)180度，再穿入上述螺桿銷，完成轉(zhuǎn)向重復(fù)清洗過程。由于不同罐體開人孔的位置不同，不一定位于罐體中間，所以伸縮桁架伸展為單側(cè)伸展后再進行旋轉(zhuǎn)清洗另ー側(cè)，若人孔開在罐體中間位置，該清洗方案可做雙側(cè)同時伸
展清洗。
權(quán)利要求1.ー種臥式罐體內(nèi)表面桁架式可視自動清洗裝置，包括組裝在罐體人孔法蘭上的上連接組件、底座和組裝在上連接組件、底座之間的傳動組件以及帶有三維旋轉(zhuǎn)噴頭的伸展桁架，其特征在干所述上連接組件的旋轉(zhuǎn)盤與罐體人孔法蘭連接，所述傳動組件的帶有上、下正反旋向垂直布置的兩段式傳動螺桿分別與正、反旋螺母相嚙合，正、反旋螺母利用連接桿與組裝在導(dǎo)向組件的上、下直線導(dǎo)軌上的直線滑塊固聯(lián)，由內(nèi)、外驅(qū)動桿和內(nèi)外支桿鉸接而成的伸展桁架的一端分別通過上、下端連接耳和連接雙支耳鉸接于上、下直線滑塊，伸展桁架的另一端利用短銷軸鉸接三維旋轉(zhuǎn)噴頭，傳動螺桿轉(zhuǎn)動驅(qū)動相嚙合的螺母沿傳動螺桿的軸向向位移，帶動上、下直線滑塊沿上、下直線導(dǎo)軌上、下移動，驅(qū)動伸展桁架伸縮，三維旋轉(zhuǎn)噴頭跟隨同步往復(fù)移動，上連接組件的旋轉(zhuǎn)盤底部組裝有伸入罐體內(nèi)的エ業(yè)攝像頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臥式罐體內(nèi)表面桁架式可視自動清洗裝置，其特征在于所述上連接組件的旋轉(zhuǎn)盤利用電機座固定有驅(qū)動傳動螺桿轉(zhuǎn)動的伺服電機，旋轉(zhuǎn)盤通過滾珠和連接法蘭與罐體人孔法蘭連接，并以定位螺桿銷對旋轉(zhuǎn)盤進行周向定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臥式罐體內(nèi)表面桁架式可視自動清洗裝置，其特征在于所述導(dǎo)向組件的上、下直線導(dǎo)軌平行固定于底座及旋轉(zhuǎn)盤之間，組裝在上、下直線導(dǎo)軌上的利用連接桿分別與正、反旋螺母固聯(lián)的上、下直線滑塊內(nèi)襯直線軸承。
專利摘要一種臥式罐體內(nèi)表面桁架式可視自動清洗裝置，解決了現(xiàn)有清洗裝置存在的結(jié)構(gòu)龐大、清洗不均勻、清洗效率低等問題。它采用帶有上、下正反旋向垂直布置的兩段式傳動螺桿分別與正、反旋螺母相嚙合，正、反旋螺母利用連接桿與組裝在導(dǎo)向組件的上、下直線導(dǎo)軌上的直線滑塊固聯(lián)，通過傳動螺桿使正、反旋螺母驅(qū)動伸展桁架的伸縮，實現(xiàn)伸展桁架端頭的三維旋轉(zhuǎn)噴頭進行同步往復(fù)運動，形成球形射流面，對罐體內(nèi)表面達到百分百覆蓋自動清洗。其設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小，操作方便。整個清洗過程可由組裝在上連接組件的旋轉(zhuǎn)盤底部的伸入罐體內(nèi)的工業(yè)攝像頭將視頻信息傳輸?shù)娇刂浦行模瑢崿F(xiàn)對清洗過程的可視化實時監(jiān)控，清洗均勻、效果好、效率高。
文檔編號B08B9/093GK202398586SQ20112050647
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者劉光恒, 劉鋒, 周勇, 孫震, 張振洲, 張來, 曾艷麗, 楊松山, 牛寶新, 董兆一, 韓乃波, 馬洪發(fā) 申請人:北京龍源冷卻技術(shù)有限公司, 沈陽儀表科學(xué)研究院